Física II ⇒ Equilíbrio térmico

[jadilson]

Em um dia muito quente em que a temperatura ambiente é igual a 32 °C, um rapaz pegou um copo com 200 cm³ de água à temperatura ambiente. Para refrescá-la, colocou na água 5 cubos de gelo fundente, cada um com massa 20 g. Admitindo-se que só há troca de calor entre a água e o gelo, e que a pressão local é igual a 1 atm, quando atingir o equilíbrio térmico, no copo haverá: Resposta: Letra E
(Dados: cágua= 1 cal/g.°C, Lfusão= 80 cal/g e dágua= 10³ kg/m³).
(A) somente água a 0 °C.
(B) água a 10 °C.
(C) 210 g de água e 90 g de gelo a 0 °C.
(D) 220 g de água e 80 g de gelo a 0 °C.
(E) 280 g de água e 20 g de gelo a 0 °C.

[hygorvv]

Em um dia muito quente em que a temperatura ambiente é igual a 32 °C, um rapaz pegou um copo com 200 cm³ de água à temperatura ambiente. Para refrescá-la, colocou na água 5 cubos de gelo fundente, cada um com massa 20 g. Admitindo-se que só há troca de calor entre a água e o gelo, e que a pressão local é igual a 1 atm, quando atingir o equilíbrio térmico, no copo haverá: Resposta: Letra E
(Dados: cágua= 1 cal/g.°C, Lfusão= 80 cal/g e dágua= 10³ kg/m³).
(A) somente água a 0 °C.
(B) água a 10 °C.
(C) 210 g de água e 90 g de gelo a 0 °C.
(D) 220 g de água e 80 g de gelo a 0 °C.
(E) 280 g de água e 20 g de gelo a 0 °C.

como temos 5 cubos de gelo, a massa de gelo será de [tex3]100g[/tex3]

a massa de agua será
[tex3]d.v=m'[/tex3]
[tex3]200cm^{3}=2.10^{-4}m^{3}[/tex3]
substituindo
[tex3]10^{3}.2.10^{-4}=m' \to m'=0,2kg=200g[/tex3]

para derreter todo o gelo, precisaremos de
[tex3]Ql=mL[/tex3]
[tex3]Ql=100.80[/tex3]
[tex3]Ql=8000cal[/tex3]

para a agua ir de [tex3]32°C \to 0°C[/tex3]
[tex3]Q=m.c.\Delta T[/tex3]
[tex3]Q=200.1.-32[/tex3]
[tex3]Q={-}6400cal[/tex3]

logo, nao derrete todo o gelo
e a temperatura de equilíbrio será de [tex3]0°C[/tex3]
com [tex3]6400cal[/tex3], conseguimos derreter:
[tex3]8000----100g[/tex3]
[tex3]6400-----x[/tex3]
[tex3]x=80g[/tex3] de gelo, restando [tex3]20g[/tex3]
se derreteu, [tex3]80g[/tex3] virou agua, entao, temos uma massa de agua de [tex3]280g[/tex3]

r: [tex3]280g[/tex3] de agua e [tex3]20g[/tex3] de gelo a [tex3]0°C[/tex3]